การศึกษาเชื่อมโยงโปรตีนที่หลั่งจากหลอดเลือดกับมะเร็งที่ดื้อยา

มะเร็งเป็นหนึ่งในสาเหตุสำคัญของการเสียชีวิตทั่วโลก สาเหตุหลักประการหนึ่งที่มะเร็งเป็นโรคร้ายแรงก็คือความสามารถของเซลล์มะเร็งในการดื้อยา

หลังจากการวิจัยทางการแพทย์มานานหลายทศวรรษ นักวิทยาศาสตร์ได้เข้าใจว่าเนื้องอกที่เป็นมะเร็งมักประกอบด้วยเซลล์พิเศษจำนวนหนึ่งที่เรียกว่าเซลล์ต้นกำเนิดมะเร็ง (CSC) เช่นเดียวกับเซลล์ต้นกำเนิดปกติ CSC สามารถต่ออายุได้เองและแยกความแตกต่างออกเป็นเซลล์ประเภทต่างๆ ภายในเนื้องอก โดยมีบทบาทสำคัญในการเจริญเติบโตของเนื้องอกและการแพร่กระจายของเนื้อร้าย แต่ยังในการพัฒนาการดื้อยาด้วย

น่าเสียดายที่การพัฒนาวิธีการรักษาที่มุ่งเป้าไปที่ CSC โดยเฉพาะ ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าค่อนข้างท้าทาย เมื่อพิจารณาจากความสามารถในการปรับตัวและการเพิ่มจำนวนใหม่ ดังนั้น นักวิจัยบางคนจึงหันมาให้ความสนใจกับหลอดเลือดภายในเนื้อเยื่อเนื้องอก

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่ากลุ่มย่อยของเซลล์บุผนังหลอดเลือด (เซลล์ที่เรียงเป็นแนวหลอดเลือด) บางส่วนจะหลั่งปัจจัยเกี่ยวกับหลอดเลือดหัวใจที่ควบคุมการเพิ่มจำนวนและการสุกเต็มที่ของเซลล์ต้นกำเนิด การทำความเข้าใจว่าเซลล์ใดที่ผลิตปัจจัยเหล่านี้และหน้าที่ของพวกมันในสภาพแวดล้อมจุลภาคของเนื้องอก ในทางกลับกัน จะนำไปสู่การพัฒนาวิธีการรักษาโรคมะเร็งแบบใหม่

ท่ามกลางฉากหลังนี้ ทีมวิจัยจากญี่ปุ่น ซึ่งรวมถึงศาสตราจารย์ฮิโรยาสุ คิโดอิ และดร. ยูมิโกะ ฮายาชิ จากภาควิชาชีววิทยาหลอดเลือดเชิงบูรณาการ คณะวิทยาศาสตร์การแพทย์ มหาวิทยาลัยฟุกุอิ ได้ทำการศึกษาเกี่ยวกับโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับผมชี้ฟูที่ถูกหลั่งออกมา 1 (Sfrp1 ) ซึ่งเป็นปัจจัยเกี่ยวกับหลอดเลือด เพื่อชี้แจงบทบาทของมันในเนื้อเยื่อเนื้องอก

ผลลัพธ์ของพวกเขาได้รับการเผยแพร่ทางออนไลน์ใน วารสาร In Vitro Cellular & ชีววิทยาพัฒนาการสไตล์>.

“แม้ว่าโดยปกติแล้วหลอดเลือดจะถูกมองว่าเป็นช่องทางในการจัดหาออกซิเจนและสารอาหารเท่านั้น แต่การวิจัยของเรามุ่งเน้นไปที่การทำงานที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงของหลอดเลือด กล่าวคือ การผลิตปัจจัยหลอดเลือดหัวใจ เราทำการศึกษานี้ด้วยแนวคิดที่ว่าปัจจัยหลอดเลือดอาจเกี่ยวข้องกับการลุกลามของเนื้องอก และค้นหาว่า Sfrp1 มีอิทธิพลต่อการบำรุงรักษา CSC และเนื้อเยื่อเนื้องอกโดยทั่วไปหรือไม่” ศาสตราจารย์ Kidoya อธิบาย

เพื่อชี้แจงคำถามเหล่านี้ นักวิจัยได้สร้างหนูที่น่าพิศวงด้วยยีน Sfrp1 (Sfrp1-KO) โดยใช้การแก้ไขยีน CRISPR-Cas9 จากนั้นพวกเขาจึงย้ายเนื้องอกมะเร็งปอดไปเป็น Sfrp1-KO และหนูพันธุ์ป่า และสังเกตผลของ Sfrp1 (หรือที่ขาดไป) โดยใช้เทคนิคมาตรฐาน เช่น การย้อมสีอิมมูโนฮิสโตเคมี โฟลไซโตเมทรี และการวิเคราะห์การแสดงออกทางพันธุกรรมเชิงปริมาณ

การทดลองเบื้องต้นแสดงให้เห็นว่า Sfrp1 ผลิตโดยเซลล์บุผนังหลอดเลือดส่วนย่อยเล็กๆ ในเนื้อเยื่อเนื้องอก และการมีอยู่ของมันมีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตของเนื้องอก การเจริญเติบโตของเนื้องอกถูกระงับในหนู Sfrp1-KO และการปลูกถ่ายเซลล์เนื้องอกที่มีการแสดงออกมากเกินไปของ Sfrp1 ส่งผลให้เนื้องอกเติบโตเร็วขึ้น

สิ่งที่น่าสนใจคือ นักวิจัยพบว่าเนื้องอกที่ขาด Sfrp1 ไม่สามารถรองรับประชากรที่มีนัยสำคัญของ CSC ที่มีการเติบโตของเนื้องอกช้า แม้ว่าเนื้องอกเหล่านี้จะมีเปอร์เซ็นต์ของ CSC เริ่มต้นที่สูงกว่าก็ตาม การค้นพบนี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากเป็นการบ่งชี้ถึงบทบาททางชีววิทยาประการหนึ่งของ Sfrp1 ในสภาพแวดล้อมจุลภาคของเนื้องอก และการมีส่วนร่วมในพยาธิสภาพของมะเร็ง

“CSC บางตัวในเนื้อเยื่อเนื้องอกอยู่ในสถานะของการเพิ่มจำนวนเซลล์ที่ถูกจับกุม และการมีอยู่ของพวกมันส่งเสริมการเจริญเติบโตของเนื้องอกและการต้านทานต่อยาต้านมะเร็ง” ศาสตราจารย์ Kidoya อธิบาย "ผลลัพธ์ของเราระบุว่า Sfrp1 อาจควบคุมการจำลองตัวเองของ CSC และการเติบโตของมะเร็งชั่วคราว ตลอดจนรักษาสภาวะนิ่งไว้"

ผลลัพธ์เพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่า Sfrp1 ไม่ส่งผลกระทบต่อโครงสร้างของหลอดเลือดภายในเนื้องอก ซึ่งบ่งชี้ว่าผลที่สังเกตได้ต่อการเติบโตของเนื้องอกไม่เกี่ยวข้องกับระบบหลอดเลือด ในทางกลับกัน การวิเคราะห์การแสดงออกทางพันธุกรรมเผยให้เห็นว่า Sfrp1 ส่งเสริมการบำรุงรักษา CSC โดยการปรับเส้นทางการส่งสัญญาณ Wnt ที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างดี (เส้นทางที่ได้รับการอนุรักษ์เชิงวิวัฒนาการที่ควบคุมลักษณะสำคัญของการกำหนดชะตากรรมของเซลล์ การย้ายเซลล์ และการสร้างอวัยวะในการพัฒนาของตัวอ่อน)

โดยรวมแล้ว ความรู้ใหม่ที่ได้รับจากการศึกษานี้อาจปูทางไปสู่การพัฒนาวิธีรักษามะเร็งใหม่ๆ ที่กำหนดเป้าหมายกลไกที่ช่วยรักษา CSC

“การกำหนดเป้าหมายไปที่เซลล์บุผนังหลอดเลือดเฉพาะทางที่เกี่ยวข้องกับการผลิตปัจจัยหลอดเลือดแดงใหญ่อาจช่วยขัดขวางกลุ่มเฉพาะของ CSC ซึ่งทำหน้าที่เป็นแนวทางที่มีศักยภาพในการยับยั้งการเติบโตของเนื้องอกโดยมีผลข้างเคียงน้อยที่สุด” ศาสตราจารย์ Kidoya กล่าวสรุป

“ฉันเชื่อว่าสิ่งนี้อาจนำไปสู่การพัฒนาวิธีการรักษาสำหรับผู้ป่วยมะเร็งที่รักษาไม่หายซึ่งมีเนื้องอกที่ทนทานต่อยารักษามะเร็ง เช่นเดียวกับการบำบัดเพื่อระงับการเกิดซ้ำของมะเร็งและการแพร่กระจายของเนื้อร้าย”

การวิจัยเพิ่มเติมจากการค้นพบเหล่านี้จะทำหน้าที่เป็นก้าวสำคัญสู่การรักษามะเร็งที่ดื้อยาอย่างมีประสิทธิผล